中考化学物质鉴别实验报告书写题的分析和教学建议,本文主要内容关键词为:中考论文,化学物质论文,建议论文,报告论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
一、问题的提出
物质的鉴别是初三化学课程中综合性强、思维跨度较大的教学内容,不仅是学生的学习重点和难点,也是各地历年中考化学试题的考查热点。广州市中考化学试题自2005年开始,除了2006年,每年都有一道物质鉴别实验报告书写题。该类试题要求考生使用一定的鉴别试剂来设计一个鉴别初三化学课程中常见物质的实验方案,并且书写一份包括了实验操作、预期的实验现象和实验结论的实验报告。该类试题在各地中考化学试题中各树一帜,具有浓厚的地方特色。对该类试题进行分析并提出相应的教学建议,对提高学生的物质鉴别实验方案设计能力和书写实验报告的能力有重要意义。
二、试题的考查内容
笔者整理2005年、2007年至2011年广州市中考物质鉴别实验报告书写题的内容于表1。
由表1可知,该类试题考查学生对物质鉴别和检验一般方法的认识,重点考查学生对初三化学课程中常见物质检验方法的认识,考查学生在设计实验方案和书写实验报告时思维的条理性、严密性和具体的实践能力。该类试题中待鉴别物质的数量主要是3种,可供选择的鉴别试剂包括不提供任何鉴别试剂、不限定提供鉴别试剂和限定提供鉴别试剂这3种形式。根据广州市历年中考化学试题质量分析报告提供的数据(表2),该类试题的难度属于中等偏难,具有良好的区分度,能够很好地考查学生的化学综合能力。毫无疑问,学生是否具备正确、可行的实验方案设计思路,是否能够完整、规范地书写实验报告,是顺利解决物质鉴别实验报告书写题的关键。
三、试题的解决方法
1.基本的解决思路不同的待鉴别物质在物理性质(状态、颜色和溶解性等)或化学性质上会存在一定的差异。我们将待鉴别物质先按照它们在物理和化学性质上的差异进行分类,就可以找出合适的物质鉴别方法和确定具体的实验操作。例如,在碳酸钠、碳酸钙和氯化钠粉末的鉴别中,可以先对这3种物质进行分类:碳酸钙是难溶性碳酸盐,碳酸钠是易溶性碳酸盐,氯化钠是易溶性盐酸盐。首先,通过将这3种样品加水溶解,可以将碳酸钙区分出来。再通过向2种样品溶解得到的溶液中加入稀盐酸,可以将碳酸钠和氯化钠区分出来。
物质鉴别实验是根据实验现象来推断和确定待鉴别物质的真实组成。我们在书写实验报告时,需要详细地叙述各种预期出现的实验现象和对应的实验结论。同时,由于不同的实验操作会带来不同的实验现象,我们也需要详细地叙述实验过程中的所有实验操作,尤其是重要的实验操作细节。我们叙述的“实验操作——预期的实验现象——实验结论”之间要能够建立严密的逻辑推理关系,形成正确、可行的实验方案。物质鉴别实验的一般过程可以归纳如图1。
2.恰当的语句表述
内容和形式是实验报告不可或缺的两个重要组成部分。如何完整、规范地书写实验报告也是需要深思熟虑的问题。在书写实验报告时,我们要时刻具备“别人可以根据我的叙述来重复完成该实验”的意识,要使用规范的语句,根据实验过程的顺序恰当地表述各方面的内容。
(1)取样。绝对不能在原来装有待鉴别物质的容器或纸包内进行实验,而需要取样品到新容器内才能进行实验。固体粉末一般取少量(小半药匙左右即可)样品,固体颗粒一般取2~3颗样品,液体一般取1~2 mL样品。该实验操作在实验报告中的表述是“取……(用量)……(待鉴别物质)于……(容器)中”。
(2)溶解固体粉末。往固体粉末加入适量或足量的蒸馏水,判断其能否溶解和得到相应的溶液是常规的实验操作。由于固体粉末在取样时只取少量,因此加入的蒸馏水能够让固体粉末完全溶解即可,“适量”和“足量”都是一个模糊的量,一般为3~4 mL,最多不宜超过试管的1/4。为了加速固体粉末的溶解,在往固体粉末加入蒸馏水后,一般会立即振荡试管或用玻璃棒搅拌。这一实验操作细节应该在实验报告中有所说明。
(3)加入鉴别试剂。取样、溶解固体粉末都是物质鉴别实验的前处理过程,而向待鉴别物质加入鉴别试剂,并让其发生化学反应才是物质鉴别实验的核心过程。规范的实验操作是将装有鉴别试剂的胶头滴管悬空、垂直放在试管口上方,往试管内滴入鉴别试剂。该实验操作在实验报告中的表述是“向……(容器)中加入/滴入/逐滴滴加……(浓度)……(鉴别试剂)”,有时候也需要写上“振荡试管”等实验操作细节。
(4)实验现象和结论。应该叙述固体粉末是否溶解、溶解得到的溶液是什么颜色、溶液滴加鉴别试剂后是否产生沉淀或气泡等可以被直接观察到的实验现象。在表述实验现象和对应的实验结论时,需要使用“若/如果……(现象),该固体粉末/溶液是/可能是……(待鉴别物质)”的表述方式。值得一提的是,“若”、“如果”并非是必须使用的词语,有时可以省略。学生有时会使用反面、否定的表述方式来给某种待鉴别物质下结论,具体表述是“若/如果没有……(现象),则不是……(待鉴别物质)”。该表述方式尽管是合理的,但是容易让学生在作答时产生思维混乱。因此,教师应该引导学生只用正面、肯定的表述方式来作答。
以2011年广州市中考物质鉴别实验报告书写题为例,完整、规范书写的实验报告见表3。
四、学生常见的问题
结合学生在物质鉴别实验报告书写题的具体答题情况,可以从知识和经验缺漏、思维障碍、答题习惯三方面归纳学生在书写实验报告时的常见问题,并对学生书写的实验报告进行分类分析和指导,开展针对性的补救教学和练习。
1.知识和经验缺漏
(1)记错待鉴别物质的性质,设计出错误的实验方案,或叙述错误的实验现象。
(2)取少量固体粉末倒入试管后,不写加蒸馏水溶解,直接写加入鉴别试剂。
2.思维障碍
(1)直接写如何对某种已知物质来进行实验,例如“往碳酸钠粉末加入稀盐酸”。
(2)直接写某种已知物质会出现的实验现象,例如“加稀盐酸后,碳酸钠粉末会产生气泡”。
3.答题习惯
(1)没有提到取样的实验过程,或者只是简单地写“取样”二字。
(2)往固体粉末加入蒸馏水时,只是写“加水”,没有提到加入水的量。
(3)将可溶性盐的溶解现象表述为“无明显现象”,将难溶性盐的不溶解现象表述为“不反应”。
(4)在多个实验现象和结论中,只叙述了其中一个实验现象和对应的实验结论,没有写出另一个对比的实验现象,却用“另一种是……”、“其余的是……”、“剩下的是……”等表述方式来叙述实验结论。
五、综合性教学建议
1.巩固基础知识
学生对初三化学课程中常见物质的性质、化学基本实验操作的学习水平,直接影响着学生在物质鉴别实验报告书写题的作答表现。当学生清晰地认识到待鉴别物质在性质上的差异,才能设计出相应的实验方案。因此,教师在元素化合物知识的教学和复习中要不断巩固学生对各种基础知识的记忆和理解,尤其要重视以下几方面的教学:①重视物质分类思想和方法的教学,学生需要知道某些常见物质是某一类物质的代表,能够体现某种离子的化学性质。例如,学生知道氯化钠、碳酸钠、硫酸钠分别是氯化物、碳酸盐、硫酸盐的代表物质,能够分别体现出的化学性质。②重视常见物质溶解性的教学,学生需要熟练掌握常见的酸、碱、盐的溶解性,能够判断和区分微溶、不溶的碱和盐。③重视知识系统化、可视化方法的教学,学生需要能够归纳和梳理酸、碱、盐的化学性质,建立和健全物质相互转化的知识网络。
2.强化书写训练
学生在初次接触到物质鉴别实验报告题时要写出完整、规范的实验报告是较困难的事情。首先,教师可以分解实验报告的结构,让学生先分别熟悉实验过程的各种规范的语句,再整合成完整的实验报告。其次,教师提供存在缺漏和错误的实验报告例子,让学生批改和评分。学生通过比较对该实验报告的不同评价,进一步了解书写实验报告时需要注意的各种要点,改变原有的不恰当认识并形成良好的答题习惯。再者,教师选择部分典型、设计较好的物质鉴别实验报告书写题作为训练题,让学生分析实验目的和熟悉不同的问题情境,避免由于思维定式而影响到对不同实验要求的理解,提高书写实验报告的准确性。
3.增加实验体验
提高学生书写实验报告的能力的最佳措施是让学生亲身完成一些物质鉴别实验。这有助于学生建立真实、直观的实验体验,充分认识到许多必要的实验操作细节。如果学校缺乏教学条件而未能安排学生完成分组实验,教师可以尝试以下两个教学方法。第一,教师在教学过程中使用“生说师做”的演示实验方法,根据学生书写的实验报告的语句叙述来完成一些物质鉴别实验,并且结合学生在实验方案设计和语句表述上的缺漏展开进一步的追问,加深学生对具体的实验操作的认识。第二,教师提前准备好一些物质鉴别实验所需的实验药品,并且在午休、下午放学后这两个时间段开放化学实验室。学生可以自愿进入化学实验室,根据提供的实验药品来自由选择完成一些物质鉴别实验。
六、对观察固体粉末外观的讨论
笔者曾组织学生完成鉴别碳酸钠、碳酸钙和氯化钠粉末的分组实验。部分学生在实验过程中分别向笔者提出,他们能够从观察固体粉末外观的方法来判断出某一种固体粉末是碳酸钙,只要取另外2种固体粉末进行鉴别实验就可以完成整个物质鉴别实验。事实上,不同的固体粉末、尤其是不同的盐的粉末在外观上的确存在一定的差异,不少盐的粉末仍然可以观察到微小的结晶。人教版初中化学教科书在初步区分常用氮肥、磷肥和钾肥的实验探究活动中,也设计了观察和比较各种化肥样品外观的实验步骤。笔者对6种常见的盐粉末状时的外观作出整理,具体见下页表4。
需要注意的是,固体粉末的外观与许多因素有关。例如,固体粉末是否被研磨、研磨的力度和时间,以及是否被烘干、烘干的温度和时间等因素都会对固体粉末的外观产生影响。而且,对固体粉末外观的观察和对固体物质种类的判断也与观察者的观察经验、物质鉴别问题的设计有关。因此,通过观察固体粉末的外观来对固体物质进行鉴别的方法应该视为一种提供初步参考信息的方法。无论是动手操作的分组实验,还是纸笔书写的实验报告,学生仍然应该根据物质鉴别实验的一般过程来设计实验方案和解决问题。
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